技(ji)術(shu)文章(zhang)
當前(qian)位(wei)置:首(shou)頁(ye) > 技術(shu)文章(zhang) > 若(ruo)不銹鋼(gang)配(pei)制罐(guan)工(gong)藝需(xu)加熱/冷卻,夾套(tao)或(huo)半(ban)管的設(she)計(ji)形(xing)式(shi)如(ru)何(he)選擇?
在不銹鋼(gang)配(pei)制罐(guan)需(xu)加熱/冷卻時,夾套(tao)與(yu)半(ban)管兩種(zhong)設(she)計形(xing)式(shi)的(de)選擇,核(he)心(xin)取(qu)決(jue)於(yu)工(gong)藝對(dui)傳(chuan)熱效率、溫度(du)控(kong)制精度(du)、操作(zuo)條(tiao)件及物料特(te)性(xing)的(de)需(xu)求(qiu),具體(ti)可(ke)從(cong)以(yi)下(xia)關(guan)鍵(jian)維度(du)判(pan)斷:
壹(yi)、先(xian)明確(que)兩種(zhong)設(she)計的核(he)心(xin)差(cha)異(yi)
- 夾(jia)套(tao)設(she)計(ji):是(shi)在罐(guan)體(ti)外(wai)壁(bi)與(yu)外(wai)層(ceng)殼體(ti)間(jian)形(xing)成(cheng)封(feng)閉腔室(即“夾套(tao)"),加熱/冷卻介(jie)質(zhi)(如(ru)蒸(zheng)汽、冷(leng)卻水(shui))在腔室內(nei)流動,通過(guo)罐(guan)壁(bi)間(jian)接傳(chuan)遞(di)熱量。其(qi)結構特點(dian)是(shi)與罐(guan)壁(bi)接觸(chu)面積(ji)大(da)、罐(guan)外(wai)壁(bi)無(wu)突出結構,整(zheng)體(ti)平(ping)整(zheng)。
- 半(ban)管設計(ji):是(shi)將(jiang)半(ban)圓(yuan)形(xing)截面的管道(“半管")螺旋(xuan)纏(chan)繞或(huo)分段焊(han)接在罐(guan)體(ti)外(wai)壁(bi),介(jie)質(zhi)在半管內部流動,通過(guo)半管與罐(guan)壁(bi)的(de)焊(han)接面(mian)傳(chuan)遞(di)熱量。其(qi)結構特點(dian)是(shi)介(jie)質(zhi)流速(su)快、湍(tuan)流效果強,傳(chuan)熱路徑(jing)更(geng)短。
二(er)、按工(gong)藝需(xu)求(qiu)選擇的(de)核(he)心(xin)依(yi)據(ju)
1. 傳(chuan)熱效率與溫度(du)均勻(yun)性(xing)需(xu)求(qiu)
- 若(ruo)工(gong)藝要求(qiu)快速(su)升/降(jiang)溫(wen)(如(ru)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)需短時間(jian)達到(dao)設定(ding)溫(wen)度(du))、或對(dui)溫度(du)均勻(yun)性(xing)要求(qiu)極-高(如(ru)制(zhi)藥(yao)行(xing)業的藥(yao)液配(pei)制,避(bi)免局(ju)部過(guo)熱/過冷導致物料變(bian)性(xing)),優(you)先選半管設計(ji):
半(ban)管內介(jie)質(zhi)流速(su)遠(yuan)高於夾(jia)套(tao)(夾(jia)套(tao)腔室大(da)、介(jie)質(zhi)易滯留(liu)),湍(tuan)流狀(zhuang)態(tai)能(neng)大(da)幅(fu)提(ti)升傳(chuan)熱系(xi)數(shu)(通常(chang)比夾套(tao)高30%-50%);且(qie)螺旋(xuan)纏(chan)繞的(de)半管可(ke)均(jun)勻(yun)覆(fu)蓋罐(guan)壁(bi),避(bi)免夾(jia)套(tao)常(chang)見的“底部/邊(bian)角傳(chuan)熱死角",溫度(du)分布更(geng)均勻。
- 若(ruo)工(gong)藝對(dui)傳(chuan)熱速(su)度(du)、均勻(yun)性(xing)要求(qiu)中(zhong)等(如(ru)普(pu)通溶(rong)液的(de)預熱、常溫物料的(de)保(bao)溫),選夾套(tao)設(she)計(ji)即可(ke):
夾(jia)套(tao)雖傳(chuan)熱效率稍(shao)低(di),但(dan)勝(sheng)在接觸(chu)面積(ji)大(da),滿(man)足(zu)中(zhong)低速(su)傳(chuan)熱需求(qiu)足(zu)夠,且(qie)制(zhi)造成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。
2. 操作(zuo)壓力(li)與溫(wen)度(du)範圍(wei)
- 若(ruo)工(gong)藝涉(she)及(ji)高壓、高溫介(jie)質(zhi)(如(ru)使(shi)用高壓蒸(zheng)汽加熱,壓力(li)>0.6MPa;或導(dao)熱油加熱,溫度(du)>150℃),優(you)先選半管設計(ji):
半(ban)管本(ben)質(zhi)是(shi)“管道結構",可(ke)通過(guo)增厚(hou)管壁(如(ru)選用SCH40/SCH80規(gui)格)提(ti)升承(cheng)壓能(neng)力(li),且(qie)圓(yuan)形(xing)管道的抗壓力(li)學(xue)性(xing)能(neng)優(you)於夾(jia)套(tao)的(de)“腔室結構"(夾套(tao)腔室大(da),高壓下(xia)易(yi)發生鼓(gu)脹變形(xing)),適(shi)合(he)高壓高溫工(gong)況(kuang)(如(ru)化(hua)工(gong)行(xing)業的強放熱反應)。
- 若(ruo)工(gong)藝為低壓、中(zhong)低溫(wen)(如(ru)冷(leng)卻水(shui)冷卻,壓力(li)≤0.4MPa;或低(di)壓蒸(zheng)汽加熱,溫度(du)≤120℃),選夾套(tao)設(she)計(ji)更(geng)合(he)適:
夾(jia)套(tao)無(wu)需(xu)承(cheng)受(shou)高壓,制(zhi)造(zao)成本(ben)低(di)、加工(gong)難(nan)度(du)小(xiao),且(qie)維護時(shi)無需(xu)擔(dan)心(xin)半(ban)管焊接處(chu)的(de)高壓密封(feng)問題(ti)。
3. 物料特(te)性(xing)與(yu)清潔(jie)需求(qiu)
- 若(ruo)物料對(dui)罐(guan)外(wai)清潔(jie)度(du)要求(qiu)極-高(如(ru)食(shi)品(pin)、制(zhi)藥行(xing)業,需定(ding)期(qi)對(dui)罐(guan)體(ti)外(wai)壁(bi)進(jin)行(xing)CIP/SIP清潔(jie),避(bi)免介(jie)質(zhi)殘(can)留(liu)滋生微生物),優(you)先選夾套(tao)設(she)計(ji):
夾(jia)套(tao)外(wai)壁(bi)是(shi)平整(zheng)的殼體(ti),無(wu)任(ren)何(he)縫(feng)隙(xi)或(huo)凸(tu)起(qi),清潔(jie)時可(ke)直(zhi)接用高壓水(shui)槍沖(chong)洗(xi),不會(hui)出現半(ban)管與罐(guan)壁(bi)焊(han)接處(chu)的(de)“藏汙(wu)納垢(gou)"問題(ti);且(qie)夾(jia)套(tao)腔室可(ke)通過(guo)設計(ji)排(pai)汙(wu)口,避(bi)免介(jie)質(zhi)殘(can)留(liu)。
- 若(ruo)物料對(dui)清潔(jie)度(du)要求(qiu)中(zhong)等,但(dan)介(jie)質(zhi)易粘(zhan)稠、含(han)少(shao)量顆(ke)粒(li)(如(ru)塗(tu)料、膠粘(zhan)劑配制(zhi),加熱介(jie)質(zhi)為導熱油),優(you)先選半管設計(ji):
半(ban)管管道直徑(jing)小(xiao)(通常(chang)DN25-DN50),介(jie)質(zhi)流速(su)快,不易發(fa)生粘(zhan)稠物料沈積(ji)或(huo)顆粒(li)堵(du)塞(sai);而夾套(tao)腔室大(da)、流速(su)慢,易(yi)導致介(jie)質(zhi)淤積,長(chang)期(qi)使(shi)用會(hui)降(jiang)低(di)傳(chuan)熱效率。
4. 罐(guan)體(ti)型(xing)式(shi)與(yu)容(rong)積(ji)
- 對(dui)於(yu)小(xiao)型(xing)罐(guan)(容(rong)積(ji)<500L) 或(huo)非圓(yuan)柱(zhu)形(xing)罐(guan)(如(ru)方(fang)形(xing)、錐(zhui)形(xing)罐(guan)) ,優(you)先選夾套(tao)設(she)計(ji):
小(xiao)型(xing)罐(guan)的(de)傳(chuan)熱面積需求(qiu)小(xiao),夾(jia)套(tao)加工(gong)簡單(dan)(無需復雜的(de)螺旋(xuan)纏(chan)繞),成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)明顯;非圓(yuan)柱(zhu)形(xing)罐(guan)的(de)外(wai)壁(bi)形(xing)狀(zhuang)不規(gui)則(ze),半管難(nan)以緊(jin)密貼(tie)合(he),易出現傳(chuan)熱死角,而夾(jia)套(tao)可(ke)根據(ju)罐(guan)壁(bi)形(xing)狀(zhuang)定制(zhi),貼(tie)合(he)度(du)更高。
- 對(dui)於(yu)大(da)型(xing)罐(guan)(容(rong)積(ji)>1000L) 或(huo)高徑(jing)比大的圓(yuan)柱(zhu)形(xing)罐(guan),優(you)先選半管設計(ji):
大(da)型(xing)罐(guan)需(xu)覆(fu)蓋(gai)更大的傳(chuan)熱面積,半管螺旋(xuan)纏(chan)繞的(de)結構更緊(jin)湊(cou),可(ke)在有限(xian)空(kong)間(jian)內增(zeng)加傳(chuan)熱路徑(jing);且(qie)半(ban)管重量比夾套(tao)輕(qing)(同(tong)等(deng)傳(chuan)熱面積下,半(ban)管重量約(yue)為夾套(tao)的(de)1/3),能(neng)減少(shao)罐(guan)體(ti)支(zhi)撐結構的負荷(he),避(bi)免大(da)型罐(guan)因(yin)夾(jia)套(tao)過(guo)重(zhong)導(dao)致的變(bian)形(xing)。
三、總(zong)結:快(kuai)速(su)選擇參考
- 選夾套(tao):中(zhong)低壓、中(zhong)低溫(wen)、對(dui)清潔(jie)度(du)要求(qiu)高(食品(pin)/制(zhi)藥)、小(xiao)型(xing)罐(guan)/非圓(yuan)柱(zhu)形(xing)罐(guan)、普(pu)通傳(chuan)熱需求(qiu)。
- 選半管:高壓高溫、需(xu)快(kuai)速(su)控(kong)溫/均(jun)勻(yun)控(kong)溫(精細化(hua)工(gong)/制(zhi)藥(yao)反應)、介(jie)質(zhi)粘(zhan)稠/含(han)顆(ke)粒、大(da)型(xing)圓(yuan)柱(zhu)形(xing)罐(guan)。
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